(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（３）
【化１】
0004541468.tif 000008
［式中、Ｒ1は水素または炭素数１ないし６のアルキル基、Ｒ2は炭素数１ないし６のアルキル基を表す。］で表される１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法であって、
一般式（９）
【化２】
0004541468.tif 000009
［式中、Ｒ1及びＲ2は前記定義と同じである。］で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、一般式（６）
Ｒ2ＮＨ2      （６）
［式中、Ｒ2は前記定義と同じである。］で表されるモノアルキルアミン及び二酸化炭素、一般式（７）
Ｒ2ＮＨＣＯＯＨ・Ｒ2ＮＨ2      （７）
［式中、Ｒ2は前記定義と同じである。］で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）
Ｒ2ＮＨＣＯＮＨＲ2      （８）
［式中、Ｒ2は前記定義と同じである。］で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上４００℃以下に加熱することを特徴とする１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項２】
前記一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、前記一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または前記一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、二酸化炭素の存在下に、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上４００℃以下に加熱することを特徴とする請求項１に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項３】
前記Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類が２−（メチルアミノ）エタノール、前記モノアルキルアミンがモノメチルアミン、前記アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、前記１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である請求項１に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項４】
前記Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類が２−（メチルアミノ）エタノール、前記アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、前記１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である請求項２に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項５】
前記チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物で構成される反応器が、反応器全体をチタンまたはジルコニウムを含有する金属で製造した反応器、または反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物で被覆した反応器である請求項１から４のいずれか１項に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項６】
前記反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属で被覆した反応器が、圧延法、爆発圧着法、爆着圧延法または鋳込み圧延法の貼付法、または焼付法を用いて被覆した反応器である請求項５に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項７】
前記反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属の酸化物で被覆した反応器が、酸化剤を用いて酸化皮膜を形成せしめる方法を用いて被覆した反応器である請求項５に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項８】
前記反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属の酸化物で被覆した反応器が、熱分解法を用いて被覆した反応器である請求項５に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項９】
前記チタンまたはジルコニウムを含有する金属が工業用純チタン、チタン耐食合金、または純ジルコニウムである請求項１から８のいずれか１項に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項１０】
加熱する温度が、１００ないし３００℃である請求項１から９のいずれか１項に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【請求項１１】
溶媒として、前記一般式（３）で表される１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類または水を用いる請求項１から１０のいずれか１項に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は極性の非プロトン性溶媒等として広範な用途を持つ化合物である。例えば、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニールまたはフェノール樹脂などの樹脂用溶剤、各種有機合成反応用溶媒、または脂肪族炭化水素から芳香族炭化水素を抽出する抽出用溶媒等に使用される有用な化合物である。これらのうち、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（以下ＤＭＩと略記）は強アルカリに対する耐久性が特に強く、アルカリ金属水酸化物溶液と加熱しても殆ど分解しないため、芳香族有機ハロゲン化物、特にポリクロルビフェニール（ＰＣＢ）等の脱ハロゲン化反応用溶媒としても賞用され、特に有用である。
【０００３】
【従来の技術】
従来、１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法としては、例えばＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとトリクロロメチルクロロホルメートを反応させる方法（特開昭５３−７３５６１）、  Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンと二酸化炭素を反応させる方法（特開昭５７−１７５１７０）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとホスゲンを水と脱塩酸剤の存在下に反応させる方法（特開昭６１−１０９７７２，特開昭６１−１７２８６２）、Ｎ，Ｎ’−アルキルエチレンジアミンと尿素とを極性溶媒の存在下に反応させる方法（特開平７―２５２２３０）等、原料としてＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを用いる方法が種々提案されている。この原料として使用するＮ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンの製造方法としては、二塩化エチレンとモノメチルアミンから得る方法（特開昭５７−１２０５７０）が知られているが、この方法では、有機化合物で汚染された多量の食塩が副生しその処理が問題となる。また、エチレングリコールとモノメチルアミンとをルテニウムとトリフェニルホスフィン系の均一系触媒の存在下に反応させる方法（Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｈｅｍ．，４０７巻、９７頁、１９９１年）が提案されているが、均一系の貴金属触媒の回収リサイクルが工業的生産では困難である。よってＮ，Ｎ’−ジアルキルエチレンジアミンを原料とする１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノンの製造方法は理想的な方法とは言い難い。
【０００４】
また、２−イミダゾリジノンとホルムアルデヒドを水素化触媒の存在下に還元する方法（特開昭６０−２４３０７１）、Ｎ，Ｎ’−ヒドロキシメチルイミダゾリジノンのジアルキルエーテルを接触還元する方法（特公昭６０−３２９９）等が提案されているが、これらの方法は用いる原料がジメチルエチレンジアミンから製造されるため上記と同じ問題があり、かつその工程が長く現実的ではない。
【０００５】
その他、注目すべき方法として、Ｎ−アルキルモノエタノールアミンとモノメチルアミン等のアルキルアミンと二酸化炭素、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、または１，３−ジアルキル尿素とを反応させる方法（特開昭５７−９８２６８）、エチレングリコールと二酸化炭素及びモノメチルアミンを高温高圧下に反応させる方法（特開昭５９−１５５３６４）、エチレンカーボネートとモノアルキルアミンとを反応させる方法が開示されている（特表平１０−５０２９１７）。これらの製造方法は工程が一段であり、出発原料であるＮ−アルキルモノエタノールアミン、エチレングリコール、及びエチレンカーボネートは、エチレンオキサイドから容易に製造可能であり、余分な副生物も少ないために優れたＤＭＩ製造方法と成り得る。しかしながら本発明者の知見によれば、この製造方法では黒色の固形物が大量に生成し、１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類回収後の残部である高沸点生成物の一部または全てを反応器に循環する際、この固形物が配管等を閉塞するという問題が生じるため、工業的な製造法には適さないという難点があり、いまだ工業化レベルには至っていない。
【０００６】
更に、これらの方法で得られた１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は、不純物としてＮ−アルキルホルムアミドを多く含有するため、溶媒等として用いるには好ましくない。
【０００７】
また、市販のＤＭＩは、不純物として１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノンを含有しており、反応溶媒、重合溶媒等として用いる場合、収率の低下や副生物生成等の要因となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、工業的に入手容易なアルキレンカーボネート、Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類、または１，２−ジオール類から直接一段の反応工程で１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類を製造する方法に際し、固形物の副生を抑制し、かつ、高収率で、副生物も少なく、工業的な大規模製造においても容易に実施できる方法、及び本発明の方法により、１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノンの含有量の少ない１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類中に含まれる不純物である１−アルコキシアルキル−３−アルキル−２−イミダゾリジノン類の含有量を低減し、かつ反応時における固形物の副生を抑制する方法について鋭意検討したところ、Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類と、モノアルキルアミン及び二酸化炭素、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上４００℃以下に加熱すれば、固形物の副生を抑制でき、かつ高収率で１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、
前記一般式（３）で表される１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法であって、
前記一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、前記一般式（６）で表されるモノアルキルアミン及び二酸化炭素、前記一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または前記一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上４００℃以下に加熱することを特徴とする１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法である。
また、本明細書には以下の発明が記載されている。
１）  一般式（１）
【００１１】
【化３】
0004541468.tif 000002
［式中、Ｒ1は水素または炭素数１ないし６のアルキル基、Ｒ2は炭素数１ないし６のアルキル基及びＲ3は炭素数１ないし６のアルキレン基を表す。］、または、一般式（２）
【００１２】
【化４】
0004541468.tif 000003
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は前記定義と同じである。］で表される１−アルコキシアルキル−３−アルキル−２−イミダゾリジノン類の含有量が５０重量ｐｐｍ以下である一般式（３）
【００１３】
【化５】
0004541468.tif 000004
［式中、Ｒ1及びＲ2は前記定義と同じである。］で表される１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類。
２）  １−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノンの含有量が５０重量ｐｐｍ以下である１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン。
３）  一般式（４）
Ｒ2ＮＨＣＨＯ      （４）
［式中、Ｒ2は前記定義と同じである。］で表される、Ｎ−アルキルホルムアミド含有量が０．５重量％以下である１）に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類。
４）  Ｎ−メチルホルムアミド含有量が０．５重量％以下である２）に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン。
５）  一般式（５）
【００１４】
【化６】
0004541468.tif 000005
［式中、Ｒ1は前記定義と同じである。］で表されるアルキレンカーボネートと、
一般式（６）
Ｒ1ＮＨ2      （６）
［式中、Ｒ1は前記定義と同じである。］で表されるモノアルキルアミン、
一般式（７）
Ｒ2ＮＨＣＯＯＨ・Ｒ2ＮＨ2      （７）
［式中、Ｒ2は前記定義と同じである。］で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または
一般式（８）
Ｒ2ＮＨＣＯＮＨＲ2      （８）
［式中、Ｒ2は前記定義と同じである。］で表される１，３−ジアルキル尿素、とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することを特徴とする１）または３）に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
６）  二酸化炭素の存在下に反応を実施する５）に記載の方法。
７）  一般式（９）
【００１５】
【化７】
0004541468.tif 000006
［式中、Ｒ1及びＲ2は前記定義と同じである。］で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、
一般式（６）で表されるモノアルキルアミン及び二酸化炭素、一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することを特徴とする１）または３）に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【００１６】
８）  一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、二酸化炭素の存在下に、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することを特徴とする１)または３)に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
９）  一般式（１０）
【００１７】
【化８】
0004541468.tif 000007
［式中、Ｒ1は前記定義と同じである。］で表される１，２−ジオール類と、
一般式（６）で表されるモノアルキルアミン及び二酸化炭素、一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することを特徴とする１）または３）に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
【００１８】
１０）  一般式（１０）で表される１，２−ジオール類と、一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、二酸化炭素の存在下に、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することを特徴とする１)または３)に記載の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類の製造方法。
１１）  ５)において、アルキレンカーボネートがエチレンカーボネート、モノアルキルアミンがモノメチルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である２)または４)に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製造方法。
【００１９】
１２）  二酸化炭素の存在下に反応を実施する１１)に記載の方法。
１３）  ７)において、N‐アルキルモノエタノールアミン類が２−（メチルアミノ）エタノール、モノアルキルアミンがモノメチルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である２)または４)に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製造方法。
１４）  ８)において、N−アルキルモノエタノールアミン類が２−（メチルアミノ）エタノール、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である２)または４)に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製造方法。
【００２０】
１５）  ９)において、１，２−ジオール類がエチレングリコール、モノアルキルアミンがモノメチルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン類がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である２)または４)に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製造方法。
１６）  １０)において、１，２−ジオール類がエチレングリコール、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩がメチルカルバミン酸メチルアミン塩、１，３−ジアルキル尿素が１，３−ジメチル尿素である２または４)に記載の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製造方法。
【００２１】
１７）  チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物で構成される反応器が、反応器全体をチタンまたはジルコニウムを含有する金属で製造した反応器、または反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物で被覆した反応器である５)ないし１６)のいずれかに記載の方法。
１８）  反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属で被覆した反応器が、圧延法、爆発圧着法、爆着圧延法または鋳込み圧延法等の貼付法、または焼付法を用いて被覆した反応器である１７)に記載の方法。
１９）  反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属の酸化物で被覆した反応器が、酸化剤を用いて酸化皮膜を形成せしめる方法を用いて被覆した反応器である１７)に記載の方法。
【００２２】
２０）  反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属の酸化物で被覆した反応器が、熱分解法を用いて被覆した反応器である１７）に記載の方法。
２１）  チタンまたはジルコニウムを含有する金属が工業用純チタン、チタン耐食合金、または純ジルコニウムである５）ないし１６）のいずれかに記載の方法。
２２）  加熱する温度が、１００ないし３００℃である５）ないし１６）のいずれかに記載の方法。
２３）  溶媒として、一般式（３）で表される１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類または水を用いる５）ないし１６）のいずれかに記載の方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、一般式（１）または一般式（２）で表される１−アルコキシアルキル−３−アルキル−２−イミダゾリジノン類の含有量が５０ｐｐｍ以下である一般式（３）で表される１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類である。
【００２４】
ここにおける、１−アルコキシアルキル−３−アルキル−２−イミダゾリジノン類及び１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類とは、Ｒ１で表される置換基が水素または炭素数が１ないし６のアルキル基、Ｒ２で表される置換基が炭素数１ないし６のアルキル基及びＲ３で表される置換基が炭素数１ないし６のアルキレン基であり、例えば、１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノン、１−メトキシメチル−３，４−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１−メトキシメチル−３，５−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１−（１−エトキシエチル）−３−エチル−２−イミダゾリジノン、１−（２−エトキシエチル）−３−エチル−２−イミダゾリジノン、１−（１−エトキシエチル）−３−エチル−４−メチル−２−イミダゾリジノンまたは１−（２−エトキシエチル）−３−エチル−４−メチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００２５】
本発明における１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類とは、例えば、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジメチル−４−エチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジメチル−４−ｉｓｏ−プロピル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−４−メチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジｉｓｏ−プロピル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジｉｓｏ−プロピル−４−メチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジｎ−プロピル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジｎ−プロピル−４−メチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジｔｅｒｔ−ブチル−２−イミダゾリジノンまたは１，３−ジｔｅｒｔ−ブチル−４−メチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００２６】
これらのうち好ましくは、１−アルコキシアルキル−３−アルキル−２−イミダゾリジノン類として１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノン、および１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類として１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンであり、即ち、１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノンの含有量が５０ｐｐｍ以下である１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが最も好ましい。
【００２７】
更に、一般式（４）で表されるＮ−アルキルホルムアミドの含有量が０．５重量％以下である１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類が好ましい。Ｎ−アルキルホルムアミドとしては、例えば、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ−ｉｓｏ−プロピルホルムアミド、Ｎ−ｎ−プロピルホルムアミドまたはＮ−ｔｅｒｔ−ブチルホルムアミド等が挙げられ、好ましくは、Ｎ−メチルホルムアミドである。従って、最も好ましくは、１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノンの含有量が５０ｐｐｍ以下であり、かつＮ−メチルホルムアミドの含有量が０．５重量％以下である１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンである。
【００２８】
本発明における１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は、一般式（５）で表されるアルキレンカーボネートと、▲１▼一般式（６）で表されるモノアルキルアミン、▲２▼一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または▲３▼一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することにより得られる。
【００２９】
本発明の方法で使用する原料である一般式（５）で表されるアルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネート等のＲ１で表される置換基が水素または炭素数が１ないし６のアルキレンカーボネートであり、例えば、二酸化炭素とアルキレンオキサイドを４級アンモニウム塩等の触媒の存在下に加熱することで容易に得られる。本発明の方法で使用するアルキレンカーボネートは、市販品をそのまま用いることもできるし、蒸留等の通常の精製操作を行った後用いることもできる。
【００３０】
本発明の方法で使用するもう一方の原料の一つである一般式（６）で表されるモノアルキルアミンとしては、例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノ−ｎ−プロピルアミン、モノ−ｉｓｏ−プロピルアミン、モノ−ｎ−ブチルアミン、モノ−ｓｅｃ−ブチルアミン、モノ−ｉｓｏ−ブチルアミン、モノ−ｔｅｒｔ−ブチルアミン、またはモノシクロヘキシルアミン等のＲ２で表されるアルキル基の炭素数が１ないし６のモノアルキルアミンが挙げられる。これらのうち、モノメチルアミン及びモノエチルアミンが好ましく、更に好ましくはモノメチルアミンである。
【００３１】
モノアルキルアミンの使用量は、特に限定されるものではないが、通常アルキレンカーボネート１モルに対して０．１ないし２００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし８０モル、更に好ましくは１．０ないし４０モルの範囲である。
【００３２】
本発明の方法で使用するもう一方の原料の一つである一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としては、例えば、メチルカルバミン酸メチルアミン塩、エチルカルバミン酸エチルアミン塩、ｎ−プロピルカルバミン酸ｎ−プロピルアミン塩、ｉｓｏ−プロピルカルバミン酸ｉｓｏ−プロピルアミン塩、ｎ−ブチルカルバミン酸ｎ−ブチルアミン塩、ｓｅｃ−ブチルカルバミン酸ｓｅｃ−ブチルアミン塩、ｉｓｏ−ブチルカルバミン酸ｉｓｏ−ブチルアミン塩、ｔｅｒｔ−ブチルカルバミン酸ｔｅｒｔ−ブチルアミン塩またはシクロヘキシルカルバミン酸シクロヘキシルアミン塩等のＲ２で表されるアルキル基の炭素数が１ないし６のアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩が挙げられる。これらのうち、メチルカルバミン酸メチルアミン塩及びエチルカルバミン酸エチルアミン塩が好ましく、更に好ましくはメチルカルバミン酸メチルアミン塩である。
【００３３】
これらのアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩は、固体または水溶液等の溶液として用いることもできるし、または反応系内でこれらのアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩を生成する成分の組み合わせとして用いることもできる。
アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩の使用量は、特に限定されるものではないが、通常アルキレンカーボネート１モルに対して、０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし４０モル、更に好ましくは１．０ないし２０モルの範囲である。
【００３４】
更に、本発明の方法で使用するもう一方の原料の一つである一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素としては、例えば、１，３−ジメチル尿素、１，３−ジエチル尿素、１，３−ジ−ｎ−プロピル尿素、１，３−ジ−ｉｓｏ−プロピル尿素、１，３−ジ−ｎ−ブチル尿素、１，３−ジ−ｓｅｃ−ブチル尿素、１，３−ジ−ｉｓｏ−ブチル尿素、１，３−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル尿素または１，３−ジシクロヘキシル尿素等のＲ２で表されるアルキル基の炭素数が１ないし６の１，３−ジアルキル尿素が挙げられる。これらのうち、１，３−ジメチル尿素及び１，３−ジエチル尿素が好ましく、更に好ましくは１，３−ジメチル尿素である。
【００３５】
これらの１，３−ジアルキル尿素は、市販品をそのままでも、または反応系内でこれらの１，３−ジアルキル尿素を生成する成分の組み合わせであってもよい。
１，３−ジアルキル尿素の使用量は、特に限定されるものではないが、通常アルキレンカーボネート１モルに対して０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし４０モル、更に好ましくは１．０ないし２０モルの範囲である。
【００３６】
本発明の方法で使用する二酸化炭素は炭酸ガス、液体炭酸、固体炭酸でも、または反応時に二酸化炭素を与える炭酸アンモニウム等の無機炭酸塩を使用することもできる。使用される二酸化炭素の量は、特に制限されるものではないが、通常は使用するアルキレンカーボネートに対して０．１ないし１０００モルの範囲、好ましくは１ないし５００モルの範囲である。
【００３７】
これらモノアルキルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び１，３−ジアルキル尿素は、それぞれ単独で用いても良いが、同時に、または混合して用いてもよい。
また、生成物として得られるＤＭＩが溶剤として広範な用途を持つため、アルキレンカーボネートとしてエチレンカーボネート、及びモノアルキルアミンとしてモノメチルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としてメチルカルバミン酸メチルアミン塩、または１，３−ジアルキル尿素として１，３−ジメチル尿素を用いることが最も好ましい。
【００３８】
また、本発明における１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は、一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、▲１▼一般式（６）で表されるモノアルキルアミン及び二酸化炭素、▲２▼一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または▲３▼一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することによっても得ることが出来る。
【００３９】
本発明の方法における原料である一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類としては、例えば、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（エチルアミノ）エタノール、２−（ｎ−プロピルアミノ）エタノール、２−（ｉｓｏ−プロピルアミノ）エタノール、２−（ｎ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｓｅｃ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｉｓｏ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｎ−アミルアミノ）エタノール、２−（ｉｓｏ−アミルアミノ）エタノール、２−（２−メチルブチルアミノ）エタノール、２−（１−メチルブチルアミノ）エタノール、２−（ｎ−ヘキシルアミノ）エタノール、２−（シクロヘキシルアミノ）エタノール、１−メチルアミノ−２−プロパノール、１−エチルアミノ−２−プロパノール、１−（ｎ−プロピルアミノ）−２−プロパノール、１−（ｉｓｏ−プロピルアミノ）−２−プロパノール、１−（ｎ−ブチルアミノ）−２−プロパノール、１−（ｎ−アミルアミノ）−２−プロパノール、１−メチルアミノ−２−ブタノール、１−メチルアミノ−２−ペンタノール、１−メチルアミノ−２−ヘキサノール、または１−メチルアミノ−２−オクタノール等のＲ１で表される置換基が水素または炭素数１ないし６のアルキル基であり，Ｒ２で表される置換基が炭素数１ないし６のアルキル基であるＮ−アルキルモノエタノールアミン類が挙げられ、これらのうち、２−（メチルアミノ）エタノール、２−（エチルアミノ）エタノール、２−（ｉｓｏ−プロピルアミノ）エタノールまたは１−メチルアミノ−２−プロパノールが好ましく、更に好ましくは２−（メチルアミノ）エタノールである。
【００４０】
これらのＮ−アルキルモノエタノールアミン類は、市販品をそのまま用いることもできるし、または蒸留等通常の精製操作を行った後に用いることもできる。
一般式（６）で表されるモノアルキルアミンとしては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．３ないし４０モル、更に好ましくは０．５ないし２０モルの範囲である。
使用される二酸化炭素の量は特に制限されるものではないが、通常は使用するＮ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし２００モルの範囲、好ましくは１ないし１００モルの範囲である。
【００４１】
一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし５０モルの範囲であり、好ましくは０．３ないし２０モル、更に好ましくは０．５ないし１０モルの範囲である。
【００４２】
一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし５０モルの範囲であり、好ましくは０．３ないし２０モル、更に好ましくは０．５ないし１０モルの範囲である。
【００４３】
これらモノアルキルアミン及び二酸化炭素、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び１，３−ジアルキル尿素は、それぞれ単独で用いても良いが、同時に、または混合して用いてもよい。
また、生成物として得られるＤＭＩが溶剤として広範な用途を持つため、Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類として２−（メチルアミノ）エタノール、及びモノアルキルアミンとしてモノメチルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としてメチルカルバミン酸メチルアミン塩、または１，３−ジアルキル尿素として１，３−ジメチル尿素を用いることが最も好ましい。
【００４４】
本発明における１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は、一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類と、一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、二酸化炭素の存在下に、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することによっても得ることが出来る。
【００４５】
本発明の方法における原料である一般式（９）で表されるＮ−アルキルモノエタノールアミン類としては、上述と同じものが挙げられる。
一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし５０モルの範囲であり、好ましくは０．３ないし２０モル、更に好ましくは０．５ないし１０モルの範囲である。
【００４６】
一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし５０モルの範囲であり、好ましくは０．３ないし２０モル、更に好ましくは０．５ないし１０モルの範囲である。
使用される二酸化炭素の量は特に制限されるものではないが、反応雰囲気が二酸化炭素であることが好ましく、通常は使用するＮ−アルキルモノエタノールアミン類１モルに対して０．１ないし１０００モルの範囲、好ましくは１ないし５００モルの範囲である。
【００４７】
これらアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び１，３−ジアルキル尿素は、それぞれ単独で用いても良いが、同時に、または混合して用いてもよい。
また、生成物として得られるＤＭＩが溶剤として広範な用途を持つため、Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類として２−（メチルアミノ）エタノール、及びアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としてメチルカルバミン酸メチルアミン塩、または１，３−ジアルキル尿素として１，３−ジメチル尿素を用いることが最も好ましい。
【００４８】
本発明における１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は、一般式（１０）で表される１，２−ジオール類と、▲１▼一般式（６）で表されるモノアルキルアミン及び二酸化炭素、▲２▼一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または▲３▼一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｔ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することによっても得られる。  本発明の方法における原料である一般式（１０）で表される１，２−ジオール類としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、または１，２−オクタンジオール等のＲ１で表される置換基が水素または炭素数が１ないし６のアルキル基である１，２−ジオール類が挙げられ、これらのうち、エチレングリコール及び１，２−プロパンジオールが好ましく、更に好ましくはエチレングリコールである。
これらの１，２−ジオール類は、市販品をそのまま用いることもできるし、または蒸留等通常の精製操作を行った後に用いることもできる。
【００４９】
一般式（６）で表されるモノアルキルアミンとしては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし２００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし８０モル、更に好ましくは１．０ないし４０モルの範囲である。
使用される二酸化炭素の量は特に制限されるものではないが、通常は使用する１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし２００モルの範囲、好ましくは１ないし１００モルの範囲である。
【００５０】
一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし４０モル、更に好ましくは１．０ないし２０モルの範囲である。
【００５１】
一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし４０モル、更に好ましくは１．０ないし２０モルの範囲である。
これらモノアルキルアミン及び二酸化炭素、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び１，３−ジアルキル尿素は、それぞれ単独で用いても良いが、同時に、または混合して用いてもよい。
【００５２】
また、生成物として得られるＤＭＩが溶剤として広範な用途を持つため、１，２−ジオール類としてエチレングリコール、及びモノアルキルアミンとしてモノメチルアミン、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としてメチルカルバミン酸メチルアミン塩、または１，３−ジアルキル尿素として１，３−ジメチル尿素を用いることが最も好ましい。
【００５３】
本発明における１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類は、一般式（１０）で表される１，２−ジオール類と、一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素とを、二酸化炭素の存在下に、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属及び／またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成される反応器内で、５０℃以上に加熱することによっても得られる。
【００５４】
本発明の方法における原料である一般式（１０）で表される１，２−ジオール類としては、上述と同じものが挙げられる。
一般式（７）で表されるアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし４０モル、更に好ましくは１．０ないし２０モルの範囲である。
【００５５】
一般式（８）で表される１，３−ジアルキル尿素としては、上述と同じものが挙げられ、その使用量は、特に限定されるものではないが、通常１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし１００モルの範囲であり、好ましくは０．５ないし４０モル、更に好ましくは１．０ないし２０モルの範囲である。
使用される二酸化炭素の量は特に制限されるものではないが、反応雰囲気が二酸化炭素であることが好ましく、通常は使用する１，２−ジオール類１モルに対して０．１ないし１０００モルの範囲、好ましくは１ないし５００モルの範囲である。
これらアルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び１，３−ジアルキル尿素は、それぞれ単独で用いても良いが、同時に、または混合して用いてもよい。
また、生成物として得られるＤＭＩが溶剤として広範な用途を持つため、１，２−ジオール類としてエチレングリコール、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩としてメチルカルバミン酸メチルアミン塩、または１，３−ジアルキル尿素として１，３−ジメチル尿素を用いることが最も好ましい。
【００５６】
本発明の方法で用いられる反応器としては、反応基質及び／または生成物の少なくとも一部と接触する部分が、（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成されている反応器であり、例えば、反応器全体をチタンまたはジルコニウムを含有する金属で製造したもの、または反応器内壁の少なくとも一部をチタンまたはジルコニウムを含有する金属またはその酸化物で被覆したもの、反応器内壁を無機ガラスで被覆したもの等が挙げられる。
【００５７】
チタンまたはジルコニウムを含有する金属とは、例えば、ＪＩＳ規格１種ないし４種の工業用純チタン、Ti-0.15Pd、Ti-5TaまたはTi-0.3Mo-0.8Ni等のチタン耐食合金、Ti-2.5Sn、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-5Al-2.5Sn(ELI)、Ti-2.5Cu、Ti-2O-1N-5Fe、Ti-5Ni-0.5Ru、Ti-0.5Pd-3CoまたはTi-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si等のα型チタン合金、Ti-8Al-1Mo-1V、Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-5Al-5Sn-2Zr-2Mo-0.25Sn、Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo、Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.2SiまたはTi-4.5Al-3V-2Fe-2Mo等の近α型チタン合金、Ti-5Al-2Cr-1Fe、Ti-5Al-5Sn-5Zr-2Cr-1Fe、Ti-4Al-4Mn、Ti-3Al-2.5V、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V(ELI)、Ti-6Al-6V-2Sn、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-7Al-4Mo、Ti-5Al-2Zr-4Mo-4Cr、Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si、Ti-6.4Al-1.2Fe、Ti-15Zr-4Nb-2Ta-2Pd、Ti-6Al-7NbまたはTi-8Mn等のα＋β型チタン合金、Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-15Mo-5Zr、Ti-15Mo-0.2Pd、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al、Ti-20V-4Al-1Sn、Ti-22V-4AlまたはTi-16V-4Sn-3Al-3Nb等のβ型チタン合金、Ti-10V-2Fe-3AlまたはTi-9.5V-2.5Mo-3Al等の近β型チタン合金、純ジルコニウム、またはジルカロイ−２、ジルカロイ−４、Zr-2.5Nbまたはオゼナイト等のジルコニウム合金等が挙げられる。
これらの金属のうち、チタンを含有する金属または純ジルコニウムが好ましく、更に好ましくは、工業用純チタン、チタン耐食合金、または純ジルコニウムである。
【００５８】
チタンまたはジルコニウムを含有する金属またはその酸化物中のチタンまたはジルコニウムの含有率としては、全金属元素に対して、通常３０モル％以上であり、好ましくは５０モル％以上、更に好ましくは６０モル％以上である。内壁をこれらの金属で被覆する方法としては、貼付法（クラッド法）、焼付法、溶射法、蒸着法、分解法またはこれらを併用する方法等が挙げられ、これらの方法のうち、例えば、圧延法、爆発圧着法、爆着圧延法または鋳込み圧延法等の貼付法、または焼付法を用いるのが好ましい。内壁を酸化物で被覆する方法としては、熱分解法、焼付法、溶射法、酸化剤を用いて反応器内壁の金属表面に酸化被膜を形成せしめる方法、またはこれらを併用する方法等が挙げられ、これらの方法のうち、例えば、PdCl2とTiCl3の熱分解法によるPdO/TiO2被覆処理や、例えば、酸素または空気等の酸素含有ガス、過酸化水素または過酢酸等の過酸化物、または硝酸または硝酸とフッ化水素酸の混合物等の硝酸類等の酸化剤を用いて酸化被膜を形成せしめる方法が好ましい。
【００５９】
酸化皮膜の形成は、事前に反応器に酸化皮膜を形成させて用いることができるが、アルキレンカーボネート、Ｎ−アルキルモノエタノールアミン類、または１，２−ジオール類と、モノアルキルアミン及び二酸化炭素、アルキルカルバミン酸アルキルアミン塩、及び／または１，３−ジアルキル尿素とを加熱して１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類を製造する際、酸化剤を反応系に共存させることにより反応を行いながら酸化皮膜を形成させることもできる。これらの方法は更に併用することができ、例えば、チタンまたはジルコニウムを含有する金属を貼付法、焼付法またはこれらを併用して被覆した後、この金属表面に酸化剤を用いて酸化被膜を形成せしめる方法を用いることもできる。
【００６０】
また、無機ガラスで構成される反応器は、反応器全体が無機ガラスで製造されたもの、金属製反応器に無機ガラスカップを装着したもの、金属製反応器に無機ガラスをライニングしたもの等が挙げられ、好ましくは金属製反応器に無機ガラスをライニングしたものである。
【００６１】
本発明における無機ガラスとは、ガラス状態にある無機物質であり、例えば、元素ガラス、水素結合ガラス、酸化物ガラス、フッ素化物ガラス、塩化物ガラス、硫化物ガラス、炭酸塩ガラス、硝酸塩ガラスまたは硫酸塩ガラス等が挙げられる。これらのうち、ケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラスまたはホウ酸塩ガラス等の酸化物ガラスが好ましく、中でも、石英ガラス等のケイ酸ガラス、水ガラス等のケイ酸アルカリガラス、板ガラスやクラウンガラス等のソーダ石灰ガラス、ポヘミアンやクリスタルガラス等のカリ石灰ガラス、フリントガラス等の鉛ガラス、バリウムフリントガラス等のバリウムガラス、または電気用ガラス等のホウケイ酸ガラス等のケイ酸塩ガラスが特に好ましい。更に好ましくはソーダ石灰ガラスであり、アルミニウムイオン、マグネシウムイオンまたはカルシウムイオンを修飾イオンとするソーダ石灰ガラスが最も好ましい。
【００６２】
反応基質及び／または生成物の接触部分の５０ないし１００％が（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成されていることが好ましい。更に好ましくは、８０ないし１００％であり、気相部分も含めた反応器全体が（Ｉ）チタンまたはジルコニウムを含有する金属またはその酸化物、または（ＩＩ）無機ガラスで構成されていることが最も好ましい。
但し、反応圧が５ＭＰａ以上の反応では、(ＩＩ)より（Ｉ）で構成されている反応器が好ましい。
【００６３】
本発明の方法の実施形態としては特に制限されるものではなく、使用される原料が他の原料と効果的に混合され接触しうる方法であればいかなる方法でも良く、回分式、半回分式または連続流通式の何れでも構わない。例えば、すべての原料を一括して反応器に仕込む方法、少なくとも１つの原料に他の原料を連続的または間欠的に供給する方法、またはすべての原料を連続的または間欠的に供給する方法等を使用することができる。
【００６４】
本発明の方法では、５０℃以上に加熱して反応させる。好ましくは５０ないし４００℃であり、更に好ましくは１００ないし３００℃である。
反応の際の時間及び圧力は、用いる原料の量や反応温度等により異なり一様ではないが、反応時間は通常２００時間以内であり、好ましくは０．０１ないし１００時間、更に好ましくは０．１ないし５０時間である。反応は通常加圧状態で行い、好ましくは０．１ないし５０ＭＰａ、更に好ましくは０．２ないし２０ＭＰａである。
【００６５】
反応系の置換または加圧に用いるガスは特に限定はされず、窒素やアルゴン等の不活性ガスでも良いし、好ましくは二酸化炭素である。使用する二酸化炭素は炭酸ガス、液体炭酸、固体炭酸でも、または反応時に二酸化炭素を与える炭酸アンモニウムなどの無機炭酸塩でも使用できる。
【００６６】
本発明の方法では、通常、無溶媒で反応を行うが、場合によっては溶媒を用いることもできる。使用する溶媒としては、反応を阻害しなければどのような溶媒でも構わない。そのような溶媒としては、例えば、水、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族または脂環族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の脂肪族または芳香族ハロゲン化合物、ジエチルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等のケトン類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ニトロメタン、ニトロベンゼン、ニトロトルエン等のニトロ化合物類、酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類、炭酸ジメチル等のカーボネート類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはＮ−メチル−２−ピロリドン等の非環状または環状アミド類、本発明の方法における生成物であるＤＭＩ等の１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類等の環状尿素化合物、または超臨界二酸化炭素等の超臨界流体等を例示することができる。また、これらの溶媒は単独でも、または２種以上を同時に用いることができ、用いる溶媒によって、二層以上の多層系で反応を行うこともできる。これらの溶媒のうち、生成物である１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類または水を用いるのが好ましい。
【００６７】
これらの溶媒の使用量としては、使用する原料の少なくとも何れかを溶解させるに充分な量であり、通常、原料であるアルキレンカーボネートに対して１００重量比以下、好ましくは５０重量比以下である。
本発明の方法では、更に収率または反応速度を高めるため、触媒や添加剤を用いても構わない。
【００６８】
本発明の方法において、反応終了後の反応生成液を蒸留等の常用の方法に従って処理することにより目的物である１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類が得られる。この得られた１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類には、従来品の不純物である１−アルコキシアルキル−３−アルキル−２−イミダゾリジノン類がないかもしくは５０ｐｐｍ以下しか含まれてなく、また更にはＮ−アルキルホルムアミドも０．５重量％以下しか含まれていない。
【００６９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明がこれらによって限定されるものではない。
実施例１
蓋板、攪拌棒及び攪拌羽はＪＩＳ規格２種の工業用純チタン製であり、本体はＪＩＳ規格２種の工業用純チタンで内張りを施した内容積４００ｍｌのオートクレーブにエチレンカーボネート４４．０ｇ（０．５モル）及びイオン交換水１８．０ｇ（１．０モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、モノメチルアミン９３．２ｇ（３．０モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２１０℃で２４時間反応させた。
【００７０】
オートクレーブを冷却し、反応液を取り出したところ反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
この反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、仕込んだエチレンカーボネートに対する生成したＤＭＩの収率（以下ＤＭＩ収率と記す）は４２％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は３８％であった。
この反応液を蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２２．８ｇを得た。
このＤＭＩ中に１−メトキシメチル−３−メチル−２−イミダゾリジノンの含有は認められず、Ｎ−メチルホルムアミドの含有量は０．３ｗｔ％であった。
【００７１】
比較例１
内容積４００ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例１と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。
オートクレーブを冷却し、反応液を取り出したところ、黒色の固形物が浮遊していた。よって、この反応液を濾過した。濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は３．２１ｇであった。
【００７２】
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は３８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は４４％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２０．１ｇを得た。
このＤＭＩ中のＮ−メチルホルムアミドの含有量は０．８ｗｔ％であった。
【００７３】
実施例２
実施例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１と同様に原料を仕込んだ後、反応系に二酸化炭素４４．０ｇを仕込み、実施例１と同様の方法で反応を実施した。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は６８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１５％であった。
【００７４】
比較例２
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は４．１２ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率９９％、ＤＭＩ収率は６６％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１８％であった。
【００７５】
実施例３
実施例１と同一のオートクレーブに、エチレンカーボネート４４．０ｇ（０．５モル）、１，３−ジメチル尿素１３２．２ｇ（１．５モル）及びイオン交換水３６．０ｇ（２．０モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、モノメチルアミン３１．１ｇ（１．０モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２４０℃で１８時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７６％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１３％であった。
【００７６】
比較例３
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例３と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は４．２１ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７３％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１６％であった。
【００７７】
実施例４
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブにTi-0.15Pd製の円筒型容器、攪拌棒及び攪拌羽を装着し、エチレンカーボネート７．０ｇ（０．０８モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩３４．０ｇ（０．３２モル）及びイオン交換水４．３ｇ（０．２４モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、モノメチルアミン５．０ｇ（０．１６モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２２０℃で２４時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７７％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１３％であった。
【００７８】
比較例４
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例４と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．７０ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレンカーボネートの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７３％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン、エチレングリコール及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１７％であった。
【００７９】
実施例５
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブにTi-6Al-4V製の円筒型容器、攪拌棒及び攪拌羽を装着し、プロピレンカーボネート８．２ｇ（０．０８モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩２５．５ｇ（０．２４モル）及びイオン交換水５．８ｇ（０．３２モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、モノメチルアミン５．０ｇ（０．１６モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２４０℃で１５時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、プロピレンカーボネートの転化率は９９％、仕込んだプロピレンカーボネートに対する生成した１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノンの収率は５２％、 副生した１，２，４−トリメチルピペラジン、プロピレングリコール及び１−メチルアミノ−２−プロパノールの収率の合計は３７％であった。
【００８０】
比較例５
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例４と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．６０ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、プロピレンカーボネートの転化率は９９％、仕込んだプロピレンカーボネートに対する生成した１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノンの収率は４８％、 副生した１，２，４−トリメチルピペラジン、プロピレングリコール及び１−メチルアミノ−２−プロパノールの収率の合計は４２％であった。
【００８１】
実施例６
実施例１と同一のオートクレーブに２−（メチルアミノ）エタノール７５．１ｇ（１．０モル）を仕込み、５３．３重量％メチルカルバミン酸メチルアミン塩水溶液２３９．０ｇを仕込み、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２５０℃で５時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、仕込んだ２−（メチルアミノ）エタノールに対する生成したＤＭＩの収率（以下ＤＭＩ収率と記す）は７５％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１７％であった。
【００８２】
比較例６
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例６と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は３．１５ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は６９％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は２５％であった。
【００８３】
実施例７
容量２５ｍｌのガラス製（パイレックス、商標）アンプルに２−（メチルアミノ）エタノール０．５２６ｇ（７．０ミリモル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩７．４３ｇ（７０ミリモル）、及びイオン交換水６．５３ｇ（３６０ミリモル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、密閉した。このアンプルを内容積４００ｍｌのSUS-316L製オートクレーブに入れ、オートクレーブに水２００ｍｌを仕込んだ。オートクレーブをN2で２ＭＰａまで加圧した。外部からゆっくりと加熱し、オートクレーブ内温２００℃で１８時間反応させた。反応後、反応反応液は無色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、仕込んだ２−（メチルアミノ）エタノールに対する生成したＤＭＩの収率（以下ＤＭＩ収率と記す）は９４％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は４％であった。
【００８４】
比較例７
内容積５０ｍｌのＳＵＳ−３１６Ｌ製のオートクレーブに、２−（メチルアミノ）エタノール１．０５ｇ（１４ミリモル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩１４．８６ｇ（１４０ミリモル）、及びイオン交換水１３．０ｇ（７２０ミリモル）を仕込み、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、内温２００℃で１８時間反応させた。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に、反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．３３ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７９％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１５％であった。
【００８５】
実施例８
実施例１と同一のオートクレーブに２−（メチルアミノ）エタノール３０．０ｇ（０．４モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、モノメチルアミン７４．６ｇ（２．４モル）、二酸化炭素５２．８ｇ（１．２モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２３０℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
【００８６】
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９６％、ＤＭＩ収率は７２％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１７％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン３１．０ｇを得た。
【００８７】
比較例８
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例８と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は２．３３ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９５％、ＤＭＩ収率は６３％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は２５％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２６．９ｇを得た。
【００８８】
実施例９
実施例１と同一のオートクレーブに２−（メチルアミノ）エタノール１５．０ｇ（０．２モル）、１，３−ジメチル尿素１７６．２ｇ（２．０モル）及びイオン交換水７２．０ｇ（４．０モル）を仕込んだ後、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２３０℃で７時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は８２％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は８％であった。
【００８９】
比較例９
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例９と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は２．５３ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７４％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１５％であった。
【００９０】
実施例１０
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブにTi-0.15Pd製の円筒型容器、攪拌棒及び攪拌羽を装着し、２−（メチルアミノ）エタノール６．０ｇ（０．０８モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩３４．０ｇ（０．３２モル）及びイオン交換水２．９ｇ（０．１６モル）を仕込んだ後、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２２０℃で８時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１４％であった。
【００９１】
比較例１０
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例１０と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．３７ｇであった。
比較例１と同様に濾液ををガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は６８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は２２％であった。
【００９２】
実施例１１
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブにTi-6Al-4V製の円筒型容器、攪拌棒及び攪拌羽を装着し、１−エチルアミノ−２−プロパノール７．９ｇ（０．０８モル）、エチルカルバミン酸エチルアミン塩３２．２ｇ（０．２４モル）及びイオン交換水１．４ｇ（０．０８モル）を仕込んだ後、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２２０℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、１−エチルアミノ−２−プロパノールの転化率は８５％、仕込んだ１−エチルアミノ−２−プロパノールに対する生成した１，３−ジエチル−４−メチル−２−イミダゾリジノンの収率は６１％、 副生した１，４−ジエチル−２−メチルピペラジンの収率は１４％であった。
【００９３】
比較例１１
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例１１と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．３４ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、１−エチルアミノ−２−プロパノールの転化率は８２％、仕込んだ１−エチルアミノ−２−プロパノールに対する生成した１，３−ジエチル−４−メチル−２−イミダゾリジノンの収率５２％、 副生した１，４−ジエチル−２−メチルピペラジンの収率は２１％であった。
【００９４】
実施例１２
実施例１と同一のオートクレーブに、２−（メチルアミノ）エタノール３０．０ｇ（０．４モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩１２７．３ｇ（１．２モル）及びイオン交換水４３．３ｇ（２．４モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に、この反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は３５％、ＤＭＩ収率は２５％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は５％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン９．８ｇを得た。
【００９５】
比較例１２
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１２と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しおり、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．６９ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は３８％、ＤＭＩ収率は２１％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は８％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン９．１ｇを得た。
【００９６】
実施例１３
実施例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１２と同様に原料を仕込んだ後、反応系に二酸化炭素５２．８ｇ（１．２モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に、この反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は８６％、ＤＭＩ収率は７３％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は６％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン３０．９ｇを得た。
【００９７】
比較例１３
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１３と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．６５ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は８５％、ＤＭＩ収率は６７％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１１％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２８．１ｇを得た。
【００９８】
実施例１４
実施例１と同一のオートクレーブに２−（メチルアミノ）エタノール２２．５ｇ（０．３モル）、１，３−ジメチル尿素１０５．７ｇ（１．２モル）及びイオン交換水５４．１ｇ（３．０モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、反応系に二酸化炭素５２．８ｇ（１．２モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で８時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９７％、ＤＭＩ収率は８６％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は５％であった。
【００９９】
比較例１４
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１４と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．７７ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９７％、ＤＭＩ収率は７８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１４％であった。
【０１００】
実施例１５
実施例１と同一のオートクレーブを空気中３００℃で加熱して、オートクレーブ内部に酸化皮膜を形成せしめた。このオートクレーブに、２−（メチルアミノ）エタノール３０．０ｇ（０．４モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩８４．９ｇ（０．８モル）及びイオン交換水１８．０ｇ（１．０モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、二酸化炭素６６．０ｇ（１．５モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２１０℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９８％、ＤＭＩ収率は７７％、副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は９％であった。
【０１０１】
比較例１５
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１５と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．８８ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９８％、ＤＭＩ収率は６７％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は１８％であった。
【０１０２】
実施例１６
比較例１と同一のオートクレーブに、純ジルコニウム製の円筒型容器を装着し、２−（メチルアミノ）エタノール１５．０ｇ（０．２モル）、１，３−ジメチル尿素８８．１ｇ（１．０モル）及びイオン交換水３６．０ｇ（２．０モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、二酸化炭素４４．０ｇ（１．０モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
【０１０３】
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９８％、ＤＭＩ収率は８８％、副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は４％であった。
【０１０４】
比較例１６
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１６と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．６０ｇであった。
この濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は９９％、ＤＭＩ収率は７９％、 副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率はは１０％であった。
【０１０５】
実施例１７
実施例１と同一のオートクレーブに、２−（メチルアミノ）エタノール３０．０ｇ（０．４モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩１０６．１ｇ（１．０モル）及びＤＭＩ２２．８ｇを仕込み、気相部を窒素で置換した後、二酸化炭素５２．８ｇ（１．２モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で６時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は８６％、仕込んだ２−（メチルアミノ）エタノールに対する生成したＤＭＩの収率は７２％、副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は５％であった。
【０１０６】
比較例１７
実施例１７と同一のオートクレーブを使用し、ＤＭＩの代わりにメタノールを２２．８ｇ仕込んだ以外は実施例１７と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。
反応後、反応液は褐色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、２−（メチルアミノ）エタノールの転化率は７３％、ＤＭＩ収率は５８％、副生した１，４−ジメチルピペラジンの収率は８％であった。
【０１０７】
実施例１８
実施例１と同一のオートクレーブに、エチレングリコール２４．８ｇ（０．４モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、モノメチルアミン７４．６ｇ（２．４モル）、二酸化炭素５２．８ｇ（１．２モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２２０℃で２４時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に、この反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９１％、仕込んだエチレングリコールに対する生成したＤＭＩの収率（以下ＤＭＩ収率と記す）は７０％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１１％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン３０．６ｇを得た。
【０１０８】
比較例１８
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１８と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、この反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は３．８９ｇであった。
比較例１と同様に、濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は８８％、ＤＭＩ収率は６６％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１６％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２８．１ｇを得た。
【０１０９】
実施例１９
実施例１と同一のオートクレーブにエチレングリコール２４．８ｇ（０．４モル）、１，３−ジメチル尿素１４１．０ｇ（１．６モル）及びイオン交換水２８．８ｇ（１．６モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、実施例１８と同様の方法で反応を実施した。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９５％、ＤＭＩ収率は７４％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は８％であった。
【０１１０】
比較例１９
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例１９と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は４．０１ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９１％、ＤＭＩ収率は７０％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１３％であった。
【０１１１】
実施例２０
実施例１と同一のオートクレーブにエチレングリコール２５．４ｇ（０．４モル）及びイオン交換水５６ｇ（３．１モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、メチルアミン１０２．０ｇ（３．３モル）、二酸化炭素７２．５ｇ（１．６５モル）を仕込んだ。オートクレーブ外部から攪拌しながら、内温２５０℃で１５時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９１％、ＤＭＩ収率は７０％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は５％であった。
【０１１２】
比較例２０
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２０と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は４．３２ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９１％、ＤＭＩ収率は６４％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は８％であった。
【０１１３】
実施例２１
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブにTi-0.15Pd製の円筒型容器、攪拌棒及び攪拌羽を装着し、エチレングリコール５．０ｇ（０．０８モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩４２．４ｇ（０．４０モル）及びイオン交換水２．９ｇ（０．１６モル）を仕込んだ後、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２４０℃で１８時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９３％、ＤＭＩ収率は７３％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は６％であった。
【０１１４】
比較例２１
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例２１と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．６６ｇであった。
比較例１と同様に濾液ををガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は９０％、ＤＭＩ収率は７１％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は８％であった。
【０１１５】
実施例２２
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブにTi-6Al-4V製の円筒型容器、攪拌棒及び攪拌羽を装着し、１，２−プロパンジオール６．１ｇ（０．０８モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩３４．０ｇ（０．３２モル）及びイオン交換水４．３ｇ（０．２４モル）を仕込んだ後、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２５０℃で１２時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、１，２−プロパンジオールの転化率は６６％、仕込んだ１，２−プロパンジオールに対する生成した１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノンの収率は４８％、 副生した１，２，４−トリメチルピペラジン及び１−メチルアミノ−２−プロパノールの収率の合計は７％であった。
【０１１６】
比較例２２
内容積８０ｍｌのSUS-316L製のオートクレーブを使用し、実施例２２と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は０．５１ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、１，２−プロパンジオールの転化率は６４％、仕込んだ１，２−プロパンジオールに対する生成した１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノンの収率は４５％、 副生した１，２，４−トリメチルピペラジン及び１−メチルアミノ−２−プロパノールの収率の合計は９％であった。
【０１１７】
実施例２３
実施例１と同一のオートクレーブにエチレングリコール２４．８ｇ（０．４モル）、メチルカルバミン酸メチルアミン塩１２７．３ｇ（１．２モル）及びイオン交換水５４．１ｇ（３．０モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２１０℃で２０時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
この反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は４３％、ＤＭＩ収率は３２％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は６％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１２．８ｇを得た。
【０１１８】
比較例２３
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２３と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、この反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は２．２０ｇであった。
比較例１と同様に、濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は４３％、ＤＭＩ収率は２８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は８％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン１２．１を得た。
【０１１９】
実施例２４
実施例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２５と同様に原料を仕込んだ後、二酸化炭素５２．８ｇ（１．２モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２１０℃で２０時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に、反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は８３％、仕込んだエチレングリコールに対する生成したＤＭＩの収率（以下ＤＭＩ収率と記す）は６６％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は８％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２８．５ｇを得た。
【０１２０】
比較例２４
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２４と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、この反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は２．１１ｇであった。
比較例１と同様に、濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は８５％、ＤＭＩ収率は６２％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１２％であった。
この反応液を減圧下に蒸留したところ、純度９９％の１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン２６．３ｇを得た。
【０１２１】
実施例２５
実施例１と同一のオートクレーブにエチレングリコール１８．６ｇ（０．３モル）、１，３−ジメチル尿素１３２．２ｇ（１．５モル）及びイオン交換水２７．０ｇ（１．５モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、二酸化炭素６６．０ｇ（１．５モル）を充填し、オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で３０時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
この反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は７８％、ＤＭＩ収率は６８％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は７％であった。
【０１２２】
比較例２５
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２５と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．９３ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は７９％、ＤＭＩ収率は６５％、 副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は１１％であった。
【０１２３】
実施例２６
比較例１と同一のオートクレーブに、ジルコニウム製の円筒型容器を装着し、エチレングリコール２４．８ｇ（０．４モル）、１，３−ジメチル尿素１０５．７ｇ（１．２モル）及びイオン交換水２１．６ｇ（１．２モル）を仕込み、気相部を窒素で置換した後、二酸化炭素６６．０ｇ（１．５モル）を充填した。オートクレーブ外部から加熱し、攪拌しながら内温２００℃で３０時間反応させた。反応後、反応液は淡黄色であり、固形物の生成は認められなかった。
実施例１と同様に反応液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は７４％、ＤＭＩ収率は６０％、副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は５％であった。
【０１２４】
比較例２６
比較例１と同一のオートクレーブを使用し、実施例２６と同様の仕込み及び同様の方法で反応を実施した。反応後、黒色の固形物が浮遊しており、比較例１と同様に反応液を濾過したところ、濾液は褐色であり、黒色の固形物の乾燥重量は１．５９ｇであった。
比較例１と同様に濾液をガスクロマトグラフィで分析した結果、エチレングリコールの転化率は７１％、ＤＭＩ収率は５５％、副生した１，４−ジメチルピペラジン及び２−（メチルアミノ）エタノールの収率の合計は７％であった。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明の方法により、１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン類を工業的に効率良く、かつ容易に製造できる。
また、従来法の如く有機化合物で汚染された食塩等の副生物もなく、かつ、高収率で、副生物も少ないのが本発明の方法の優れた特徴である。